CN101748970B - 超短半径径向钻井工具*** - Google Patents
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Abstract
一种石油开采钻井、完井作业用的超短半径径向钻井工具***，是由套管开孔***和高压喷射***构成；超短半径径向钻井工具***，由提升接头、弯接头、上接头、旋转接头、推力球轴承、单列向心球轴承、底座、中心管、抽油杆、油管、螺杆、高压胶管、固定上接头、万向接头上接头、导轨槽、万向接头、轴销、十字接头、钻模、钻具接头、钻具、下接头、高压喷头、定位锚组成；高压喷射***：由地面高压泵、抽油杆、高压胶管、高压喷头、导轨槽、定位锚构成；首先在油井设计深度用套管开孔***在套管壁上钻出孔径≥25mm的孔；提出抽油杆管柱及开孔刀具，连接高压喷射***并下入井内，高压胶管带高压喷头通过导轨槽进入孔内进行高压喷射。该发明解决了老井增加泄油面积的问题。可广泛用于石油钻井、完井作业中。
Description
技术领域：
本发明涉及一种石油开采钻井、完井作业用的超短半径径向钻井工具***。
背景技术：
目前，我国大部分老油田已进入开发的中后期，如何利用钻井手段提高剩余油开采效率，改善油田开发效果，降低开发成本和规避油田开发风险已成为一个重要课题。
辽河油区已探明的难采低渗、特低渗区块占探明储量的21.1％，占未动用储量的80％左右。开发采出程度仅7.2％，到2005年51/2″套管长停井已达1万多口。同时辽河油田已开发二十多年，主力区块压力系数越来越低，采用传统钻井方式开采经济性也越来越差。
超短半径径向钻井技术，是从已下入套管的垂直井筒中钻成的超短弯曲半径水平井。既可在所需开发油层的同一水平面上钻多个径向井眼，也可在多个水平面上分别钻多个径向井眼。
发明内容：
本发明的目的是提供一种超短半径径向钻井工具***，该***可从原井眼在储集层内短半径钻出长达30~50米的生产流道，能有效增加泄油面积；该***可用于老井挖潜改造及新井完井。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：超短半径径向钻井工具***是由套管开孔***和高压喷射***两部分构成；超短半径径向钻井工具***，由提升接头、弯接头、上接头、旋转接头、推力球轴承、单列向心球轴承、底 座、中心管、抽油杆、油管、螺杆、高压胶管、固定上接头、万向接头上接头、导轨槽、万向接头、轴销、十字接头、钻模、钻具接头、钻具、下接头、高压喷头、定位锚组成；在超短半径径向钻井工具***中，高压喷射***是在整个***中增加了高压胶管和高压喷头两个部件；地面高压泵出口与进液器的弯接头螺纹连接，中心管与抽油杆和油管螺纹连接，抽油杆下端与螺杆、螺杆与径向钻孔工具万向接头上接头螺纹连接，径向钻孔工具上端固定上接头与油管用油管扣连接，径向工具下端下接头与定位锚螺纹连接；地面高压泵最高压力可达100MPa，为整个***提供动力；进液器由提升接头、弯接头、上接头、旋转接头、推力球轴承、单列向心球轴承、底座、中心管构成；提升接头为上细下粗圆柱体，顶端设有台阶，通过吊卡悬挂在修井机上，下端粗圆柱体内设有带台阶圆孔，其内径与旋转接头外径相匹配，旋转接头被套在里边，中心管上端与旋转接头下端螺纹连接，推力球轴承和单列向心球轴承分别套在中心管台阶上下端，提升接头下端与底座螺纹连接。抽油杆管柱提供动力传输，其上端与进液器中心管螺纹连接，抽油杆下端与螺杆螺纹连接；高压液体通过油管与抽油杆还空传输；螺杆外径为54mm，下端与径向钻孔工具的万向接头上接头螺纹连接；径向钻孔工具由固定接头、万向接头上接头、导轨槽、多个万向接头、轴销、十字接头、钻模、钻具接头、钻具、下接头构成；圆柱体导轨槽内设有平滑弧形轨道，弧形轨道在300mm长的导轨槽内实现90°变向，导轨槽下端为21/2油管扣；圆柱体钻模，其内部前端为圆柱孔，后端为锥孔，用铜焊焊接在导轨槽上；钻具接头前端直径与钻模出口直径相匹配，后端直径与万向接头相同，并向上延伸两相对应位置的枢耳，与枢耳设定位置各穿射一轴销孔使轴销穿过与十字接头、万向接头螺纹连接；中间锥面过渡，锥度与钻模锥度匹配， 起限位作用，内部为螺纹孔，连接钻孔刀具；十字接头为四方体，四方体两相对应两端设有轴销孔，轴销穿入轴销孔，将十字接头连接于万向接头、钻具接头、万向接头上接头两相交错接头间；轴销穿过轴销孔与十字接头螺纹连接；万向接头为一圆柱体，圆柱体外缘向上延伸两相对应位置的枢耳，并于一设定位置各穿设一轴销孔，使该枢耳与十字接头连结，各枢耳两侧形成一圆弧曲面与套筒相连，十字接头连结于两万向接头相互交错枢耳间，使两接头能顺利转动其他角度。上接头后端外形为一圆柱体，内部为螺纹孔，连结空心杆，并开有一水眼；前端直径与万向接头直径相同，并延伸两相对应位置的枢耳，与枢耳设定位置各穿射一轴销孔使轴销穿过与十字接头、和万向接头连接；中间锥面过度。固定上接头外形为一圆柱体，用铜焊焊接在导轨槽上，内部为21/2油管扣，连结油管。钻具通过螺纹连接在钻具接头上，钻开套管壁。下接头通过螺纹连接定位锚。定位锚为一圆柱形结构，其上面的锚爪张开后能卡在套管上，起到定位作用。高压喷射***由地面高压泵、进液器、抽油杆、高压胶管、高压喷头、导轨槽、定位锚等组成。地面高压泵出口与进液器的弯接头连接，进液器中心管下端连接抽油杆与油管管柱，抽油杆管柱最下端与高压胶管上接头螺纹连接，高压胶管通过进入导轨槽实现90°变向，径向钻孔工具上端固定上接头通过标准油管扣连接油管，导轨槽下端下接头与定位锚螺纹连接。高压胶管外径为16mm，前端连接高压喷头。一种超短半径径向水平钻井、完井工艺，其特征是：首先在油井设计深度用套管开孔***在套管壁上钻出孔径≥25mm的孔。提出抽油杆管柱及开孔刀具(导轨槽和定位锚不提出)，连接高压喷射***并下入井内，高压胶管带着高压喷头通过导轨槽进入第一步钻出的孔内，进行高压喷射，喷射至设计水平长度后，提出所有钻具。
本发明的有益效果是，
施工工艺简单，使用常规钻井设备即可基本完成全部施工作业，降低了钻井综合成本，不需要造斜，直接在套管上开孔，能够多层位、同层位多井眼进行作业，水平井眼长，采收率可显著提高。且节省施工时间，对原井壁损伤小。
附图说明：
图1是本发明整体结构示意图。
图2是本发明高压喷射***结构示意图。
图中1、提升接头，2、弯接头，3、上接头，4、旋转接头，5、推力球轴承，6、单列向心球轴承，7、底座，8、中心管，9、抽油杆，10、油管，11、螺杆，12、高压胶管，13、固定上接头，14、万向接头上接头，15、导轨槽，16、万向接头，17、轴销，18、十字接头，19、钻模，20、钻具接头，21、钻具，22、下接头，23、高压喷头，24、定位锚。
具体实施方式：
在附图中，超短半径径向钻井工具***是由套管开孔***和高压喷射***两部分构成；超短半径径向钻井工具***，由提升接头1、弯接头2、上接头3、旋转接头4、推力球轴承5、单列向心球轴承6、底座7、中心管8、抽油杆9、油管10、螺杆11、高压胶管12、固定上接头13、万向接头上接头14、导轨槽15、万向接头16、轴销17、十字接头18、钻模19、钻具接头20、钻具21、下接头22、高压喷头23、定位锚24组成；在超短半径径向钻井工具***中，高压喷射***是在整个***中增加了高压胶管和高压喷头两个部件；地面高压泵出口与进液器的弯接头2螺纹连接，中心管8与抽油杆9和油管10螺纹连接，抽油杆9下端与螺杆11、螺杆11与径向钻孔工具万向接头上接头14螺纹连接， 径向钻孔工具上端固定上接头13与油管10用油管扣连接，径向工具下端下接头22与定位锚24螺纹连接；地面高压泵最高压力可达100MPa，为整个***提供动力；进液器由提升接头1、弯接头2、上接头3、旋转接头4、推力球轴承5、单列向心球轴承6、底座7、中心管8构成；提升接头为上细下粗圆柱体，顶端设有台阶，通过吊卡悬挂在修井机上，下端粗圆柱体内设有带台阶圆孔，其内径与旋转接头外径相匹配，旋转接头4被套在里边，中心管8上端与旋转接头4下端螺纹连接，推力球轴承5和单列向心球轴承6分别套在中心管8台阶上下端，提升接头1下端与底座7螺纹连接。抽油杆管柱提供动力传输，其上端与进液器中心管8螺纹连接，抽油杆9下端与螺杆11螺纹连接；高压液体通过油管10与抽油杆9环空传输；螺杆外径为54mm，下端与径向钻孔工具的万向接头上接头14螺纹连接；径向钻孔工具由固定接头13、万向接头上接头14、导轨槽15、多个万向接头16、轴销17、十字接头18、钻模19、钻具接头20、钻具21、下接头22构成；圆柱体导轨槽内设有平滑弧形轨道，弧形轨道在300mm长的导轨槽内实现90°变向，导轨槽15下端为21/2油管扣；圆柱体钻模19，其内部前端为圆柱孔，后端为锥孔，用铜焊焊接在导轨槽上；钻具接头20前端直径与钻模出口直径相匹配，后端直径与万向接头16相同，并向上延伸两相对应位置的枢耳，与枢耳设定位置各穿射一轴销孔使轴销17穿过与十字接头18、万向接头16螺纹连接；中间锥面过渡，锥度与钻模锥度匹配，起限位作用，内部为螺纹孔，连接钻孔刀具；十字接头为四方体，四方体两相对？两端设有轴销孔，轴销穿入轴销孔，将十字接头18连接于万向接头16、钻具接头20、万向接头上接头14两相交错接头间；轴销穿过轴销孔与十字接头螺纹连接。万向接头16为一圆柱体，圆柱体外缘向上延伸两相对应位置的枢耳，并于一设定位置各穿 设一轴销孔，使该枢耳与十字接头18连结，各枢耳两侧形成一圆弧曲面与套筒相连，十字接头连结于两万向接头16相互交错枢耳间，使两接头能顺利转动其他角度。上接头14后端外形为一圆柱体，内部为螺纹孔，连结空心杆，并开有一水眼；前端直径与万向接头16直径相同，并延伸两相对应位置的枢耳，与枢耳设定位置各穿射一轴销孔使轴销17穿过与十字接头18、和万向接头16连接；中间锥面过度。固定上接头13外形为一圆柱体，用铜焊焊接在导轨槽15上，内部为21/2油管扣，连结油管。钻具21通过螺纹连接在钻具接头20上，钻开套管壁。下接头22通过螺纹连接定位锚24.定位锚24为一圆柱形结构，其上面的锚爪张开后能卡在套管上，起到定位作用。高压喷射***由地面高压泵、进液器、抽油杆、高压胶管、高压喷头、导轨槽、定位锚等组成。地面高压泵出口与进液器的弯接头2连接，进液器中心管8下端连接抽油杆与油管管柱，抽油杆管柱最下端与高压胶管上接头螺纹连接，高压胶管12通过进入导轨槽15实现90°变向，径向钻孔工具上端固定上接头13通过标准油管扣连接油管10，导轨槽下端下接头22与定位锚24螺纹连接。高压胶管12外径为16mm，前端连接高压喷头23。一种超短半径径向水平钻井、完井工艺的特征是：首先在油井设计深度用套管开孔***在套管壁上钻出孔径≥25mm的孔。
提出抽油杆管柱及开孔刀具(导轨槽和定位锚不提出)，连接高压喷射***并下入井内，高压胶管带着高压喷头23通过导轨槽进入第一步钻出的孔内，进行高压喷射，喷射至设计水平长度后，提出所有钻具。
Claims (1)
1.超短半径径向钻井工具***，由套管开孔***和高压喷射***两部分构成；超短半径径向钻井工具***，由提升接头(1)、弯接头(2)、上接头(3)、旋转接头(4)、推力球轴承(5)、单列向心球轴承(6)、底座(7)、中心管(8)、抽油杆(9)、油管(10)、螺杆(11)、高压胶管(12)、固定上接头(13)、万向接头上接头(14)、导轨槽(15)、万向接头(16)、轴销(17)、十字接头(18)、钻模(19)、钻具接头(20)、钻具(21)、下接头(22)、高压喷头(23)、定位锚(24)组成，其特征在于；在超短半径径向钻井工具***中，高压喷射***是在整个***中增加了高压胶管(12)和高压喷头(23)两个部件；地面高压泵出口与进液器的弯接头(2)螺纹连接，中心管(8)与抽油杆(9)和油管(10)螺纹连接，抽油杆(9)下端与螺杆(11)、螺杆(11)与径向钻孔工具万向接头上接头(14)螺纹连接，径向钻孔工具上端固定上接头(13)与油管(10)用油管扣连接，径向钻孔工具下端下接头(22)与定位锚(24)螺纹连接；地面高压泵最高压力可达100MPa，为整个***提供动力；进液器由提升接头(1)、弯接头(2)、上接头(3)、旋转接头(4)、推力球轴承(5)、单列向心球轴承(6)、底座(7)、中心管(8)构成；提升接头为上细下粗圆柱体，顶端设有台阶，通过吊卡悬挂在修井机上，下端粗圆柱体内设有带台阶圆孔，其内径与旋转接头外径相匹配，旋转接头(4)被套在里边，中心管(8)上端与旋转接头(4)下端螺纹连接，推力球轴承(5)和单列向心球轴承(6)分别套在中心管(8)台阶上下端，提升接头(1)下端与底座(7)螺纹连接，抽油杆管柱提供动力传输，其上端与进液器中心管(8)螺纹连接，抽油杆(9)下端与螺杆(11)螺纹连接；高压液体通过油管(10)与抽油杆(9)环空传输；螺杆外径为54mm，下端与径向钻孔工具的万向接头上接头(14)螺纹连接；径向钻孔工具由固定上接头(13)、万向接头上接头(14)、导轨槽(15)、多个万向接头(16)、轴销(17)、十字接头(18)、钻模(19)、钻具接头(20)、钻具(21)、下接头(22)构成；圆柱体导轨槽内设有平滑弧形轨道，弧形轨道在300mm长的导轨槽内实现90°变向，导轨槽(15)下端为φ73mm API标准油管扣；圆柱体钻模(19)，其内部前端为圆柱孔，后端为锥孔，用铜焊焊接在导轨槽上；钻具接头(20)前端直径与钻模出口直径相匹配，后端直径与万向接头(16)相同，并向上延伸两相对应位置的枢耳，与枢耳设定位置各穿射一轴销孔使轴销(17)穿过与十字接头(18)、万向接头(16)螺纹连接；钻具接头(20)中间锥面过渡，锥度与钻模锥度匹配，起限位作用，内部为螺纹孔，连接钻孔刀具；十字接头为四方体，四方体两相对应，两端设有轴销孔，轴销穿入轴销孔，在万向接头上接头(14)与万向接头(16)之间、万向接头(16)之间、万向接头(16)与钻具接头(20)之间均通过十字接头(18)相连接；轴销穿过轴销孔与十字接头螺纹连接，万向接头(16)为一圆柱体，圆柱体外缘向上延伸两相对应位置的枢耳，并于一设定位置各穿设一轴销孔，使该枢耳与十字接头(18)连结，各枢耳两侧形成一圆弧曲面与套筒相连，十字接头连结于两万向接头(16)相互交错枢耳间，使两接头能顺利转动其他角度，万向接头上接头(14)后端外形为一圆柱体，内部为螺纹孔，连结空心杆，并开有一水眼；万向接头上接头(14)前端直径与万向接头(16)直径相同，并延伸两相对应位置的枢耳，与枢耳设定位置各穿射一轴销孔使轴销(17)穿过与十字接头(18)、和万向接头(16)连接；万向接头上接头(14)中间锥面过渡，固定上接头(13)外形为一圆柱体，用铜焊焊接在导轨槽(15)上，内部为φ73mm API标准油管扣，连结油管，钻具(21)通过螺纹连接在钻具接头(20)上，钻开套管壁，下接头(22)通过螺纹连接定位锚(24)，定位锚(24)为一圆柱形结构，其上面的锚爪张开后能卡在套管上，起到定位作用，高压喷射***包括地面高压泵、进液器、抽油杆、高压胶管、高压喷头、导轨槽和定位锚，地面高压泵出口与进液器的弯接头(2)连接，进液器中心管(8)下端连接抽油杆与油管管柱，抽油杆管柱最下端与高压胶管上接头螺纹连接，高压胶管(12)通过进入导轨槽(15)实现90°变向，径向钻孔工具上端固定上接头(13)通过标准油管扣连接油管(10)，导轨槽下端下接头(22)与定位锚(24)螺纹连接。高压胶管(12)外径为16mm，前端连接高压喷头(23)。
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